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旋转磁场对小鼠骨髓型急性放射病治疗作用的研究

韦淑贞  
【摘要】: 在核战争或核辐射事故条件下以及肿瘤的放射治疗中,都可能引起急性放射病(acute radiation syndrome, ARS),因此,急性放射病的治疗一直受到各国学者的高度重视,并成为军事医学和放射医学研究的重要内容。造血损伤是急性放射病的基本损伤,如何减轻造血损伤并促进其恢复,是提高急性放射病治疗水平的关键之一。磁场,作为一种特殊的物理因子,可促进成骨细胞的增殖与分化、增加成骨细胞生长因子如骨碱性磷酸酶(bone alkaline phosphatase, BAP)等的合成与分泌、促进成骨细胞细胞外基质的合成与分泌;而成骨细胞又是骨髓造血微环境的重要组成成分。近期研究报告更指出成骨细胞是组成造血微环境的一个重要调节性组分。由此提示磁场可能成为一种新的治疗手段,通过作用于造血微环境从而对放射损伤的造血系统产生修复作用。 目的:研究旋转磁场暴露对受60Coγ射线照射小鼠骨髓型急性放射病的治疗作用,并探讨其可能的机制。 方法: 1. 94只雄性BALB/c小鼠,随机分为对照组和磁场治疗组,各组再随机分为4组,分别接受0Gy,6Gy,8Gy,10Gy60Coγ射线全身一次照射。小鼠接受不同剂量射线照射后,磁疗组接受磁场处理30d,每天2次,每次l.5h,对照组不接受磁场处理,观察小鼠30d生存期及生存率。 2. 132只雄性BALB/c小鼠随机分为正常组(N),单纯磁疗组(M),单纯照射组(R)和照射磁疗组(R+M)4组,正常组小鼠不作任何处理,单纯照射组和照射磁疗组小鼠接受一次6Gy剂量的60Coγ射线全身照射,单纯照射组和照射磁疗组小鼠,接受磁场处理30d,每天2次,每次l.5h。各组小鼠进行以下检测: (1)测定第0,5,9,15,21,30d外周血细胞数。 (2)测定第9,23,30d骨髓有核细胞数(BMNC)、骨髓细胞细胞周期、细胞凋亡、脾集落形成单位(CFU-S)、脾脏指数(脾体比)。 (3)骨髓病理学检测及骨形态发生蛋白(BMP2/4)的表达水平检测。 (4)测定第9,23,30d血清超氧化物歧化酶活力(SOD)和丙二醛(MDA)含量。 (5)第9,23,30d肺羟脯氨酸含量测定及肺病理形态学的光镜、电镜观察肺损伤情况。 结果: 1.磁场对不同辐射剂量损伤小鼠30d的生存率和生存期的影响 单纯磁场处理对正常小鼠生存期及生存率无明显影响;10Gy组和8Gy组小鼠生存率和生存期磁疗组与对照组比较均无明显差异(P0.05); 6Gy组磁疗组30d平均生存率为71.43%,平均生存期为(24.93±8.43)d,对照组30d平均生存率21.41%,平均生存期为(17.07±7.70)d,磁疗提高了小鼠的生存率和生存期(P0.05)。提示磁场处理对急性放射性骨髓损伤小鼠具有一定的治疗作用,该治疗作用在较低受照剂量下尤为明显,当受照剂量较高时,磁场的治疗效果则不明显。 2.磁场对6Gy60Coγ射线放射损伤小鼠造血功能相关指标的影响 (1)小鼠的外周血象 M组与N组比较,外周血象无明显差异。R+M组与R组比较:R+M组d15外周血白细胞数及血红蛋白含量、d21血红细胞数、d30血小板数高于R组(P0.05),其余时间点外周血红细胞、血红蛋白、血小板、淋巴细胞两组比较差异无显着性(P0.05)。 (2)小鼠的脾结节数、骨髓有核细胞数及骨髓细胞细胞周期及凋亡的检测 d9 R+M组CFU-S、BMNC数、细胞G2+M期比例高于R组(P0.05),总凋亡率R+M组低于R组(P0.05)。d23脾脏指数R+M组明显高于R组(11.268±4.269)vs(6.442±1.429)(P0.05)。R+M、R组小鼠的脾脏指数d9均低于N组及M组,d23明显高于N组及M组(P0.05)。三个时间点M与N组在脾脏指数、骨髓有核细胞数方面无明显差异;R+M组、R组小鼠的骨髓有核细胞数明显低于M组和N组(P0.05)。 (3)骨髓切片HE染色及骨髓组织BMP2/4免疫组化检查 R组小鼠骨髓d9较空虚,骨髓细胞稀少,而R+M组小鼠骨髓细胞较充盈,随着时间的推移,小鼠骨髓结构逐渐恢复正常。R+M组小鼠骨髓BMP2/4表达水平明显高于R组,N组及M组骨髓结构正常,与R组和R+M组比较,BMP2/4低表达。 (4)血清自由基的测定 辐射使小鼠d9血清SOD活力明显降低而MDA含量明显增高,d23小鼠血清MDA含量依然增高(P0.05),至d30接近正常水平。磁疗后d9,R+M组SOD活力是(272.602±34.058)U/ml,高于R组(229.611±42.433)(P0.05),而MDA含量,R+M组是(24.875±7.246) nmol/ml,低于R组(32.396±6.855) nmol/ml(P0.05);R组与M组及N组比较,SOD活力降低而MDA含量增高(P0.05);R+M组的SOD活力和MDA含量与M组及N组比较,没有明显差异(P0.05)。磁疗后d23,R+M组的MDA含量低于R组,为(16.494±3.912)vs(25.000±7.266)nmol/ml(P0.05),两者均高于M组及N组(P0.05),而两组SOD活力与M组及N组比较没有明显差异(P0.05)。磁疗后d30,4组间的SOD活力及MDA含量没有明显差异(P0.05)。M组与N组比较,3个时间点的SOD活力及MDA含量均无明显差异(P0.05)。 (5)肺羟脯氨酸含量测定及光镜、电镜超微结构的观察 N组和M组肺羟脯氨酸含量在3个时间点上都低于R组和R+M组,有明显差别(P均0.05)。R组和R+M组肺羟脯氨酸含量在3个时间点均无明显差别(P均0.05)。苏木精-伊红染色结果显示,N组肺组织结构正常;照射后d9,R组及R+M组肺泡壁轻度增厚,普遍肺毛细血管扩张、充血,少量淋巴细胞、中性白细胞浸润。小鼠肺组织透射电镜观察结果显示,照射后d30,N组及M组肺间质胶原纤维正常无增生;R组及R+M组肺可见肺间质胶原纤维较N组及M组明显增多,但R+M组与R组比较差别不明显。以上结果提示照射后小鼠的肺受到了损伤,但磁场没有加重这种损伤且磁疗对正常小鼠无明显肺损伤。 结论 在本实验条件下,旋转磁场对6.0Gy60Coγ射线所致放射损伤小鼠骨髓造血损伤修复具有明显的促进作用,其作用机理可能是通过对造血干细胞、造血微环境和骨髓细胞周期、凋亡的调控及对自由基的作用等几方面实现。旋转磁场对正常小鼠的骨髓造血功能无明显抑制或促进作用且对正常小鼠肺及照射后小鼠肺损伤无加重作用。


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